Krakowski Zakład Termicznego Przekształcania Odpadów. EKOwizytówka?

Krakowski Zakład Termicznego Przekształcania Odpadów funkcjonuje od połowy 2016 roku. Kosztował ok. 647 mln zł netto. Po ponad roku wiadomo już na pewno, że była to najbardziej kosztowna, najtrudniejsza, ale i najbardziej potrzebna regionowi inwestycja.

Tekst: Beata Klimczak

Zdjęcia: Krakowski Holding Komunalny SA

Wideo: Krakowski Holding Komunalny SA

Umowę na budowę Zakładu Termicznego Przekształcania Odpadów w  Krakowie podpisano w  2012 roku. Niemal równocześnie rozpoczęły się inne „siostrzane” inwestycje w  kilku dużych miastach Polski. Wszystkie były uważnie obserwowane i opisywane, zwłaszcza że każda z nich jest inna.

Ekospalarnia w Krakowie, jak dziś się o niej mówi – to wizytówka miasta. Począwszy od jej bryły architektonicznej, po realizację zadań, czyli przekształcanie odpadów m.in. w energię elektryczną i cieplną. Warto wspomnieć, że projekt ZTPO otrzymał Nagrodę Roku SARP 2015 oraz został nominowany do prestiżowej Europejskiej Nagrody Architektonicznej im. Miesa van der Rohe 2017, a  także organizowanego przez Singapur „Lee Kuan Yew World City Prize 2018”.

Nie to jednak jest głównym powodem do zadowolenia z  inwestycji. Przyniosło je podsumowanie roku działalności Ekospalarni, do której trafia trzy czwarte śmieci wytworzonych przez mieszkańców Krakowa.

Zyski z odpadów

Działalność krakowskiej Ekospalarni to przede wszystkim ogromne odciążenie dla sześciu Regionalnych Instalacji Przetwarzania Odpadów Komunalnych i  Centrum Ekologicznego Barycz, gdzie prowadzony jest odzysk frakcji odpadów wtórnych. Największe zyski z  powstania Zakładu Termicznego Przekształcania Odpadów to energia elektryczna i ciepło.

W ciągu roku zakład wyprodukował tyle energii elektrycznej, ile zużywają wszystkie tramwaje w mieście. Równie imponujące są dane dotyczące energii cieplnej – do miejskiej sieci od lipca 2016 r. do czerwca 2017 r. trafiło 747 138 GJ.

– Obecnie potencjał Ekospalarni jest optymalny do obsługi systemu gospodarki odpadami komunalnymi w Krakowie – podkreśla Jakub Bator, członek zarządu Krakowskiego Holdingu Komunalnego S.A. i  jednocześnie dyrektor Ekospalarni. KHK S.A., właściciel i operator zakładu, rozważa w przyszłości montaż dodatkowej instalacji odzysku ciepła ze spalin po procesie ich oczyszczania, której zadaniem będzie zwiększenie efektywności  Energetycznej zakładu.

Strefy pracy

Cały kompleks został tak zaplanowany, by maksymalnie usprawnić połączenia transportowe i  technologiczne między poszczególnymi strefami: wejściową (pomieszczenia administracyjne, edukacyjne i  socjalne) i  dwoma  Technologicznymi.

Pierwszą z  nich stanowi budynek główny, procesowy, w którym przyjmowane i spalane są odpady, uzdatnia się wodę, produkuje energię elektryczną i  cieplną. W  drugiej strefie technologicznej znajduje się budynek gospodarki odpadami procesowymi, gdzie przyjmuje się żużel i popioły, a także odzyskuje metale, które następnie przekazywane są do specjalistycznych firm w celu dalszego zagospodarowania.

Proces magazynowania i dozowania odpadów

Codziennie do Ekospalarni przyjeżdża ok. 100-120 śmieciarek. Odpady trafiają do bunkra, gdzie są mieszane. W  hali rozładunkowej i  bunkrze zainstalowano system zasysania powietrza (kierowanego następnie do procesu spalania),  który pozwala uniknąć przedostawania się na zewnątrz niekontrolowanej emisji odorów i pyłów. W Węźle Przyjęcia i Przygotowania Odpadów zainstalowane zostały systemy ochrony przeciwpożarowej (w tym m.in. kamery termowizyjne monitorujące odpady) oraz instalacja odwodnienia i odprowadzenia ścieków ze zmagazynowanych odpadów.

Prowadzona jest też  ewidencja i monitoring termowizyjny odpadów. Mieszanie i podawanie odpadów do lejów zasypowych odbywa się za pomocą suwnic wyposażonych w chwytaki łupinowe sześciokłowe. Zabezpieczenie przed cofaniem się płomienia rozwiązano w ten sposób, że szyb załadowczy jest położony na tyle wysoko, by ciężar  odpadów znajdujących się wewnątrz zapewniał szczelność pomiędzy komorą paleniskową i lejem zasypowym. Dolna część szybu chroniona jest przed przegrzaniem za pomocą płaszcza wodnego.

Instalacja wyposażona jest w  hydrauliczny tłokowy podajnik odpadów, znajdujący się na końcu szybu. Zapewnia on właściwe dozowanie i rozłożenie odpadów na ruszcie.

Proces termicznego przekształcania

Proces termicznego przekształcania odpadów przebiega wg pięciu faz: suszenia, odgazowania, spalania, zgazowania i dopalania. Podczas pierwszej z nich odpady ogrzewane są w  wyniku promieniowania lub konwekcji do temperatury powyżej 100°C. Celem jest odparowanie wilgoci.

W następnej kolejności odpady podgrzewane są do 250°C, co powoduje wydzielenie związków lotnych – gazów wytlewnych. Spalanie odbywa się w trzeciej części rusztu. W kolejnej fazie – zgazowania – przeważająca część odpadów utleniania jest w górnej części komory w 1000°C. Dopalanie natomiast ma na celu zminimalizowanie części niespalonych ilości CO w  spalinach.

W strefie, gdzie do niego dochodzi, podawane jest tzw. powietrze wtórne. Spaliny w  tej strefie przebywają co najmniej 2 sekundy w  temperaturze min. 850°C. Możliwe jest to dzięki zastosowaniu specjalnej budowy komory.

W przypadku gdy temperatura w komorze dopalania obniżyłaby się, na przykład wskutek wahań wartości opałowej
odpadów, automatycznie uruchamiają się palniki rozruchowo-wspomagające. Zasilane olejem opałowym palniki
wykorzystywane są do rozruchu i  wygaszania instalacji oraz włączane w  sytuacjach zagrażających niezawodności
prowadzonego procesu termicznego przekształcania odpadów.

System odzysku energii

Odzysk energii to jedno z  podstawowych zadań Ekospalarni. Najważniejszą rolę w  tym procesie pełni kocioł walczakowy z  naturalnym obiegiem spalin, w  którym zachodzi wymiana ciepła. Spaliny zostają schłodzone do temperatury 180°C, a odzyskane w  ten sposób ciepło służy do zamiany wody przepływającej przez kocioł na przegrzaną parę wodną.

Ta o  ciśnieniu 40  bar i  temperaturze 415°C trafia do węzła przetworzenia i  wyprowadzenia energii składającego się z  turbozespołu parowego (turbina, przekładnia i generator), kondensatora, skraplacza, wymienników oraz pomp ciepłowniczych.

W  turbinie następuje rozprężenie pary, a  następnie w  kondensatorze przejście w  stan kondensatu. W  napędzanym
przez turbinę generatorze produkowana jest energia elektryczna, zużywana na potrzeby własne ZTPO, a  pozostała część odprowadzana jest do sieci elektroenergetycznej.

Prawie w  całym okresie eksploatacji turbina pracuje w  trybie kogeneracji, w  którym produkowana jest także energia cieplna zasilająca miejską sieć ciepłowniczą. Woda podgrzana w  wymiennikach ciepła, dla których głównym źródłem ciepła jest para z upustu turbiny, dostarczana jest do miejskiej sieci ciepłowniczej w temperaturze od 70°C do 135°C w  zależności od pory roku i temperatury zewnętrznej.

Proces oczyszczania spalin

W  wyniku spalania odpadów powstają gazy, które kolejno przechodzą przez kocioł odzysknicowy, instalację oczyszczania spalin, wentylator wyciągowy spalin, komin odprowadzający. Podstawowymi elementami konfiguracji
systemu oczyszczania spalin są:

• odazotowanie spalin metodami pierwotnymi oraz wtórną metodą selektywnej niekatalitycznej redukcji tlenków azotu (SNCR) poprzez wtrysk mocznika w postaci 25 proc. roztworu wodnego;
• oczyszczanie spalin metodą półsuchą z wtryskiem zawiesiny mleczka wapiennego, połączone z metodą trumieniowo-pyłową z  wykorzystaniem węgla aktywnego (celem redukcji kwaśnych zanieczyszczeń, pyłów, metali ciężkich oraz dioksyn i furanów) oraz odpylanie spalin z  wykorzystaniem filtrów tkaninowych.

Spaliny przy pomocy wentylatorów wyciągowych wyprowadzane są do atmosfery niezależnymi dwoma ciągami kominowymi o  wysokości 70 m i średnicy „na wylocie” 1,6 m dla każdej linii technologicznej w  jednym płaszczu zewnętrznym. Temperatura spalin „na wylocie” z  komina kształtuje się na poziomie ok. 140°C.

Popiół i żużel – odpady procesowe

W  wyniku spalania odpadów powstają żużel i  popioły paleniskowe, pyły kotłowe i popioły lotne oraz stałe pozostałości z  oczyszczania spalin. Popiół paleniskowy i żużel kierowane są, poprzez leje popiołowe mieszczące się poniżej każdej strefy rusztu oraz szyb opadowy żużla, do tzw. odżużlacza z zamknięciem wodnym. Woda w odżużlaczu zabezpiecza przed dopływem „fałszywego” powietrza do komory paleniskowej, a równocześnie przed niekontrolowanym wydostawaniem się spalin.

Po schłodzeniu odprowadzane są za pośrednictwem przenośnika do węzła waloryzacji żużla w  budynku gospodarki
pozostałościami procesowymi. Pyły kotłowe i popioły lotne oraz stałe pozostałości pochodzące z  oczyszczania spalin przesyłane są transporterem pneumatycznym do trzech silosów zlokalizowanych w  pomieszczeniu Węzła Stabilizowania i Zestalania, skąd kierowane są do wywozu lub do procesów stabilizowania i  zestalania, których podstawowym celem jest przekształcanie tych odpadów z  niebezpiecznych na odpady inne niż niebezpieczne lub obojętne. Następnie odbierane są przez uprawnione specjalistyczne firmy zewnętrzne i przeznaczane do dalszego zagospodarowania.

Chcesz wiedzieć więcej? Zamów prenumeratę!

Wypełnij ankietę – my zajmiemy się resztą.